计及风量损耗的油浸风冷外置冷却系统散热效率优化方法

摘要

为助力变压器冷却系统能效提升,“轻量化、小型化”已成为发展趋势。精确配置风扇直径既能确保高效散热,又能避免造价高、质量重及风损大等问题,与“轻”“小”理念相契合。以往常采用计算流体动力学对冷却系统进行试探性建模与改进,以找出冷却效果显著的配置结构,耗时长且优化目标单一。该文针对油浸风冷(ONAF)模式下散热器构建了一种快速迭代寻优的解析模型,获得了出口油温、油流量及风量分布,在满足既定温差且提升散热效率的同时控制风量损耗。此外,建立了流热仿真与试验相结合的平台,将模型结果与试验、仿真进行对比分析。研究结果表明:风扇直径对油温差的影响呈非线性,风量损耗与直径呈正相关。以PC2600-22/520散热器为验证对象,当风速为3.5 m/s、风扇直径是散热片宽度的1.2~1.5倍时,温差可达到期望值,此时散热效率与风量损耗协同进入最优区间。